kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2025-3(19)-66kaz44-1964Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)СИНТЕЗ, РЕНТГЕНОГРАФИЯ И ТЕРМОДИНАМИКА КУПРАТО-ВАНАДАТО-МАНГАНИТА LaLi2CuVMnO7.5SYNTHESIS, RADIOGRAPHY AND THERMODYNAMICS CUPRATE-VANADATO-MANGANITE LaLi2CuVMnO7.5https://orcid.org/0000-0001-9394-0592КасеновБ. К.KasenovB. K.

Булат Кунурович Касенов – доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией термохимических процессов

100009, Республика Казахстан, г. Караганда, ул. Ермекова, 63

Bulat Kunurovich Kasenov – Doctor of chemical sciences, professor, head of the laboratory of thermochemical processes 

100009, Republic of Kazakhstan, Karaganda, Yermekov str., 63 

kasenov1946@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9755-7478КасеноваШ. Б.KasenovaSh. B.

Шуга Булатовна Касенова – доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории термохимических процессов

100009, Республика Казахстан, г. Караганда, ул. Ермекова, 63

Shuga Bulatovna Kasenova – Doctor of chemical sciences, professor, chief researcher of the laboratory of thermochemical processes 

100009, Republic of Kazakhstan, Karaganda, Yermekov str., 63 

kasenovashuga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8655-356XСагинтаеваЖ. И.SagintaevaZh. I.

Женисгуль Имангалиевна Сагинтаева – кандидат химических наук, ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории термохимических  процессов 

100009, Республика Казахстан, г. Караганда, ул. Ермекова, 63 

Zhenisgul Imangalievna Sagintaeva – candidate of chemical sciences, associate professor, leading researcher of the laboratory of thermochemical processes 

100009, Republic of Kazakhstan, Karaganda, Yermekov str., 63 

kai_sagintaeva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9172-9566КуанышбековЕ. Е.KuanyshbekovE. E.

Ерболат Ермекович Куанышбеков – магистр технических наук, старший научный сотрудник лаборатории термохимических процессов 

100009, Республика Казахстан, г. Караганда, ул. Ермекова, 63

Erbolat Ermekovich Kuanyshbekov – Master of engineering, senior research fellow of the laboratory of thermochemical processes 

100009, Republic of Kazakhstan, Karaganda, Yermekov str., 63 

mr.ero1986@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8119-3865ИсабаеваМ. А.IsabaevaM. A.

Ерболат Ермекович Куанышбеков – магистр технических наук, старший научный сотрудник лаборатории термохимических процессов 

140008, Республика Казахстан, г. Павлодар, ул. Ломова, 64

Manar Amangeldievna Isabayeva – Candidate of Chemical Sciences, Professor of the Department of Chemistry and Chemical Technology 

140008, Republic of Kazakhstan, Pavlodar, Lomov str., 64

isabaeva.manar@mail.ruХимико-металлургический институт им. Ж. АбишеваКазахстанAbishev Chemical-Metallurgical InstituteKazakhstanТорайгыров университетКазахстанToraigyrov UniversityKazakhstan20250311202503(19)593603Copyright © Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Сагинтаева Ж.И., Куанышбеков Е.Е., Исабаева М.А., 20252025Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Сагинтаева Ж.И., Куанышбеков Е.Е., Исабаева М.А.Kasenov B.K., Kasenova S.B., Sagintaeva Z.I., Kuanyshbekov E.E., Isabaeva M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1964

В статье представлены результаты синтеза, рентгенографического и термодинамического исследования соединения купрато-ванадато-манганита LaLi2CuVMnO7.5. Используя керамическую технологию, синтезировали новый купрато-ванадато-манганита LaLi2CuVMnO7.5. Анализ структуры был проведен методом рентгеновской дифракции (РФА). Индицирование рентгенограмм проводили аналитическим методом. Пикнометрические плотности определяли в стеклянных пикнометрах объемом 1 мл. по 3 раза и данные усреднялись. Результаты показывают, что LaLi2CuVMnO7.5 кристаллизуется в кубической сингонии с параметрами решетки: а=14,01 ± 0,01 Å; Z=4; Vo=2747,18 ± 0,03 ų; Voэл.яч.=686,87 ± 0,87 ų, ρрент.=4,27 и ρпикн.=4,26 ± 0,005 г/см³. На серийном калориметре ИТ-С-400 в интервале 298.15-673 К исследована температурная зависимость теплоемкости LaLi2CuVMnO7.5. Калибровка прибора осуществлялась на основе определения теплопроводности теплоизмерителя. Для этой цели были проведены эксперименты с медным образцом и пустой ампулой. При каждой температуре (с шагом 25 К) выполнялось пять параллельных экспериментов, результаты которых обрабатывались методом математической статистики путем вычисления среднего значения. Работу устройства проверяли через определение теплоемкости α-Al2O3. На основании опытных данных выведены уравнения, описывающие зависимости от температуры. Установлено, что LaLi2CuVMnO7.5 при 348 К претерпевает λ – образный эффект, вероятно, относящегося к фазовому переходу II- рода. Расчетным методом оценены значения термодинамических функций H°(T)-H°(298,15), S°(T), Ф**(Т) исследуемого купрато-ванадато-манганита. Результаты исследования являются важными для дальнейших исследований электрофизических свойств данного соединения, так же представляют интерес для прогнозирования ценных физико-химических свойств и паспортизации лабораторного опытного образца LaLi2CuVMnO7.5.

The article presents the results of synthesis, radiographic and thermodynamic studies of the cupratevanadato-manganite compound LaLi2CuVMnO7.5. Using ceramic technology, a new cuprate-vanadatomanganite LaLi2CuVMnO7.5 was synthesized. The structure was analyzed by X-ray diffraction (XRD). The Xray images were indicated by the analytical method. Pycnometric densities were determined in glass pycnometers with a volume of 1 ml. 3 times and the data were averaged. The results show that LaLi2CuVMnO7.5 crystallizes in cubic syngony with lattice parameters: а=14,01 ± 0,01 Å; Z=4; Vo=2747,18 ± 0,03 ų; Voun.cell.=686,87 ± 0,87 ų, ρx-ray.=4,27 and ρpicn.=4,26 ± 0,005 g/sm³. The temperature dependence of the heat capacity of LaLi2CuVMnO7.5 was studied using a serial IT-C-400 calorimeter in the range of 298.15-673 K. The calibration of the device was carried out based on determining the thermal conductivity of the heat meter. For this purpose, experiments were conducted using a copper sample and an empty ampoule. At each temperature (in increments of 25 K), five parallel experiments were performed, and the results were processed using methods of mathematical statistics by calculating the mean value. The performance of the device was verified by determining the heat capacity of α-Al2O3. Based on experimental data, equations describing the temperature dependence were derived. It was established that LaLi2CuVMnO7.5 undergoes a λ-shaped effect at 348 K, which is likely related to a second-order phase transition. Using a calculation method, the values of the thermodynamic functions H°(T)-H°(298,15), S°(T), Ф**(Т) for the studied cuprate-vanadate-manganite were evaluated. The research results are important for further studies of the electrophysical properties of this compound and are also of interest for predicting valuable physicochemical properties and the certification of the laboratory prototype of LaLi2CuVMnO7.5.

Купрато-ванадато-манганиттвердофазный синтезрентгенографиятермодинамикатеплоемкостьCuprate-vanadato-manganitesolid-phase synthesisradiographythermodynamicsheat capacityReferencesTCR and MR room-temperature enhancing mechanism of La0.7K0.3-xSrxMnO3 ctramics for uncooling infrared bolometers and magnetic sensor devices / X. Guan et al // Ceram. Int. – 2021. – V. 47, № 13. – P. 18931. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2021.03.235.TCR and MR room-temperature enhancing mechanism of La0.7K0.3-xSrxMnO3 ctramics for uncooling infrared bolometers and magnetic sensor devices / X. Guan et al // Ceram. Int. – 2021. – V. 47, № 13. – P. 18931. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2021.03.235. (In English).Comparative study of La0.5Nd0.2Ca0.3-xKxMnO3 (x=0.0 and 0.05) nanoparticles: Effect of A-cation size and calcination temperature / N.D. Sharma, et al // Ceram. Int. – 2019. – V.45, № 11. – P. 13637. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2019.04.004.Comparative study of La0.5Nd0.2Ca0.3-xKxMnO3 (x=0.0 and 0.05) nanoparticles: Effect of Acation size and calcination temperature / N.D. Sharma, et al // Ceram. Int. – 2019. – V.45, № 11. – P. 13637. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2019.04.004. (In English).Electric polarization reversal and memory in a multiferroic material induced by magnetic fields / N. Hur et al // Nature. – 2004. – V.429. – P. 392. https://doi.org/10.1038/nature02572.Electric polarization reversal and memory in a multiferroic material induced by magnetic fields / N. Hur et al // Nature. – 2004. – V.429. – P. 392. https://doi.org/10.1038/nature02572. (In English).Shivakumara C. Synthesis, structural and ferromagnetic properties of La1-xKxMnO3 (0.0 ≤x≤0.25) phases by solution combustion method / C. Shivakumara // Bull. Mater. Sci. – 2009. – V.32, № 4. – P.443. https://doi.org/10.1007/s12034-009-0065-1.Shivakumara C. Synthesis, structural and ferromagnetic properties of La1-xKxMnO3 (0.0 ≤x≤0.25) phases by solution combustion method / C. Shivakumara // Bull. Mater. Sci. – 2009. – V.32, № 4. – P.443. https://doi.org/10.1007/s12034-009-0065-1. (In English).Shaikh M.W. Metallic and semi-conducting resistivity behaviour of La0.7Ca0.32-xKxMnO3 (x= 0.05, 0.1) manganites / M.W. Shaikh // J Theor Appl Phys – 2015. – V.9 – P. 45-58 https://doi.org//10.1007/s40094-014-0159-z.Shaikh M.W. Metallic and semi-conducting resistivity behaviour of La0.7Ca0.32-xKxMnO3 (x=0.05, 0.1) manganites / M.W. Shaikh // J Theor Appl Phys – 2015. – V.9 – P. 45-58 https://doi.org//10.1007/s40094-014-0159-z. (In English).Phase transomations, hyperfine and magnetic interactions in La1–xSrxMnO3+δ (x = 0.05, 0.10, 0.20; δ=0, 0.10-0.15) / D.I. Pchelina et al // J. Phys. Chem.Sol. – 2021. – V. 159. – P. 110268. https://doi.org/10.26201/ISSP.2020/FKS-2.330.Phase transomations, hyperfine and magnetic interactions in La1-xSrxMnO3+ᵟ (x=0.05, 0.10, 0.20; ᵟ=0, 0.10-0.15) / D.I. Pchelina et al // J. Phys. Chem.Sol. – 2021. – V. 159. – P. 110268. https://doi.org/10.26201/ISSP.2020/FKS-2.330.Magnetotransport in granular LaMnO3+δ manganite with nano-sized particles / V. Markovich et al // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2008. – V. 41. – P. 185001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/18/185001.Magnetotransport in granular LaMnO3+ manganite with nano-sized particles / V. Markovich et al // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2008. – V. 41. – P. 185001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/18/185001. (In English).Ying Y. Magnetic properties and Griffiths singularity in La0.45Sr0.55Mn1-xCoxO3 / Y. Ying // J. Magn. Magn. Mater. – 2011. – V. 323, № 1. – P. 94. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.08.036.Ying Y. Magnetic properties and Griffiths singularity in La0.45Sr0.55Mn1-xCoxO3 / Y. Ying // J. Magn. Magn. Mater. – 2011. – V. 323, № 1. – P. 94. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.08.036.Observation of a Griffiths Phase in Paramagnetic La1-xSrxMnO3/ J. Deisenhofer et al // Phys. Rev. Lett. – 2005. – V. 95, № 25. – Р. 257202. https://doi.org/10.1103/PhysRevLettj.95.257202.Observation of a Griffiths Phase in Paramagnetic La1-xSrxMnO3/ J. Deisenhofer et al // Phys. Rev. Lett. – 2005. – V. 95, № 25. – R. 257202. https://doi.org/10.1103/PhysRevLettj.95.257202. (In English).Determination of the region of existence of ferromagnetic nanostructures in the paraphase of La1-xBaxMnO3 by the EPR method / R.M. Eremina et al // JETP Lett. – 2007. – V. 85, № 1. – Р. 51. https://doi.org/10.1134/S0021364007010109.Determination of the region of existence of ferromagnetic nanostructures in the paraphase of La1-xBaxMnO3 by the EPR method / R.M. Eremina et al // JETP Lett. – 2007. – V. 85, № 1. – R. 51. https://doi.org/10.1134/S0021364007010109. (In English).Size and Magnetic Characteristics of YFeO3 Nanocrystals / Ya. Mittova et al // Inorg. Mater. – 2021. – V. 57, № 13. – P. 1340. https://doi.org/10.1134/S0020168522030116.Size and Magnetic Characteristics of YFeO3 Nanocrystals / Ya. Mittova et al // Inorg. Mater. – 2021. – V. 57, № 13. – P. 1340. https://doi.org/10.1134/S0020168522030116. (In English).Ctystal stucture and magnetic state of the LaMn1-𝑥V𝑥O3 perovskites / A.E. Teplykh et al // Physics of the Solid State. – 2000. – V. 42, № 12. – Р. 2241-2249. https://doi.org/10.1134/1.1332146.Ctystal stucture and magnetic state of the LaMn1-𝑥V𝑥O3 perovskites / A.E. Teplykh et al // Physics of the Solid State. – 2000. – V. 42, № 12. – R. 2241-2249. https://doi.org/10.1134/1.1332146. (In English).Структурные и электромагнитные характеристики манганитов лантан-стронциевой системы с замещением марганца ванадием / З.Р. Датская и др. // Экологический Вестник научных центров ЧЭС. – 2020. – Т. 17, № 4. – С. 25-32. https://doi.org/10.31429/vestnik-17-4-25-32.Strukturnye i elektromagnitnye harakteristiki manganitov lantan-stroncievoj sistemy s zameshcheniem marganca vanadiem / Z.R. Datskaya i dr. // Ekologicheskij Vestnik nauchnyh centrov ChES. – 2020. – T. 17, № 4. – S. 25-32. https://doi.org/10.31429/vestnik-17-4-25-32. (In Russian).Кристаллическая структура, равновесие дефектов и электрофизические свойства ванадий замещенных оксидов на основе манганита стронция / Е.И. Константинова и др. // III Всероссийская конференция «Горячие точки химии твердого тела: от новых идей к новым материалам». – Новосибирск, 2019. – С. 207.Kristallicheskaya struktura, ravnovesie defektov i elektrofizicheskie svojstva vanadij zameshchennyh oksidov na osnove manganita stronciya / E.I. Konstantinova i dr. // III Vserossijskaya konferenciya «Goryachie tochki himii tverdogo tela: ot novyh idej k novym materialam». – Novosibirsk, 2019. – S. 207. (In Russian).Пат. KZ U № 10288 МПК С01F17/100 (2006.01). Способ получения двойных купратованадато-манганитов лантана и щелочных металлов / Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Сагинтаева Ж.И., Куанышбеков Е.Е., Туртубаева М.О. опубл. 14.03 2025, Бюл. № 11. – 3 с.Pat. KZ U № 10288 MPK S01F17/100 (2006.01). Sposob polucheniya dvojnyh kupratovanadato-manganitov lantana i shchelochnyh metallov / Kasenov B.K., Kasenova Sh.B., Sagintaeva Zh.I., Kuanyshbekov E.E., Turtubaeva M.O. opubl. 14.03 2025, Byul. № 11. – 3 s. (In Russian).Князев А.В. Основы рентгенофазового анализа / А.В. Князев, Е.В. Сулейманов // Нижегородский гос. ун-т им. Н.И. Лобачевского. - Н. Новгород, 2005. - 23 с.Knyazev A.V. Osnovy rentgenofazovogo analiza / A.V. Knyazev, E.V. Sulejmanov // Nizhegorodskij gos. un-t im. N.I. Lobachevskogo. – N. Novgorod, 2005. 23 s. (In Russian).Вест А. Химия твердого тела. – Москва: Мир, 1988. – Ч. 1. – 588 с.Vest A. Himiya tverdogo tela. – Moskva: Mir, 1988. – Ch. 1. – 588 s. (In Russian).Пенкаля Т. Очерки кристаллохимии. – Москва: Химия, 1974. – 496 с.Penkalya T. Ocherki kristallohimii. – Moskva: Himiya, 1974. – 496 s. (In Russian).Ковба Л.М. Рентгенофазовый анализ / Л.М. Ковба, В.К. Трунов. – Москва: МГУ, 1976. – 2-е изд. – 256 с.Kovba L.M. Rentgenofazovyj analiz / L.M. Kovba, V.K. Trunov. – Moskva: MGU, 1976. – 2-e izd. – 256 s. (In Russian).Монина Л.Н. Рентгенография. Качественный рентгенофазовый анализ. – Тюмень: Тюменский гос. ун-т, 2016. - 120 с.Monina L.N. Rentgenografiya. Kachestvennyj rentgenofazovyj analiz. – Tyumen': Tyumenskij gos. un-t, 2016. 120 s. (In Russian).Кивилис С.С. Техника измерений плотности жидкостей и твердых тел. – Москва: Стандартгиз, 1959. – 191 с.Kivilis S.S. Tekhnika izmerenij plotnosti zhidkostej i tverdyh tel. – Moskva: Standartgiz, 1959. – 191 s. (In Russian).Техническое описание и инструкции по эксплуатации ИТ-С-400. – Актюбинск: Актюбинский завод «Эталон», 1986. – 48 с.Tekhnicheskoe opisanie i instrukcii po ekspluatacii IT-S-400. – Aktyubinsk: Aktyubinskij zavod «Etalon», 1986. – 48 s. (In Russian).Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов и др. – Ленинград: Машиностроение, 1986. – 256 с.Teplofizicheskie izmereniya i pribory / E.S. Platunov i dr. – Leningrad: Mashinostroenie, 1986. – 256 s. (In Russian).Бодряков В.Ю. Корреляционные характеристики температурного коэффициента объемного расширения и теплоемкости корунда // Стекло и керамика. – 2015. – № 2. – С. 30.Bodryakov V.Yu. Korrelyacionnye harakteristiki temperaturnogo koefficienta ob"emnogo rasshireniya i teploemkosti korunda / V.Yu. Bodryakov // Steklo i keramika. – 2015. – № 2. – S. 30. (In Russian).Кумок В.Н. Проблема согласования методов оценки термодинамических характеристик // В сб.: Прямые и обратные задачи химической термодинамики. – Новосибирск: Наука, 1987. – С. 108.Kumok V.N. Problema soglasovaniya metodov ocenki termodinamicheskih harakteristik / V.N. Kumok // V sb.: Pryamye i obratnye zadachi himicheskoj termodinamiki. – Novosibirsk: Nauka, 1987. –S. 108. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.